郝 帥 趙健潔 張曉華 田武國 羅東林
陸軍軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院乳腺甲狀腺外科,重慶 400042
乳腺癌是世界上女性最常見的惡性腫瘤之一,并且位于癌癥致死原因的第二位[1]。近年來,隨著診治技術(shù)的不斷進步,實現(xiàn)了更早期的癌癥診斷以及更有效的癌癥治療,使乳腺癌的死亡率明顯降低[2]。大多數(shù)患者在一段時間內(nèi)對初始治療有較好的反應(yīng)性,但隨著治療的進行,腫瘤會演變?yōu)楦咔忠u性的類型,對常規(guī)的放化療治療產(chǎn)生耐藥,最終導(dǎo)致病情的復(fù)發(fā),這也是當(dāng)前癌癥治療所面臨的主要難題[3]。目前乳腺癌的治療策略包括手術(shù)以及多種輔助治療相聯(lián)合的綜合治療[4]。乳腺癌治療的耐藥由多種機制參與調(diào)控,包括體細(xì)胞突變、表觀為遺傳修飾和信號通路或代謝的異常,以及腫瘤微環(huán)境的修飾對藥物轉(zhuǎn)運的影響等。在這個背景下,能夠?qū)е禄虮磉_(dá)異常的MicroRNA(miRNA)在治療耐藥中同樣發(fā)揮了一定的作用[5]。
miRNA 是一種內(nèi)源性非編碼RNA,存在于真核生物中,由20~25 個核苷酸構(gòu)成,能夠特異性結(jié)合到靶基因mRNA 的3′未翻譯區(qū),引起靶mRNA 的降解或抑制其翻譯,其轉(zhuǎn)錄后的水平負(fù)調(diào)控基因的表達(dá)[6]。眾所周知,miRNA 介導(dǎo)的基因表達(dá)的下調(diào)與腫瘤的發(fā)生、轉(zhuǎn)移和腫瘤對治療的反應(yīng)有關(guān)。目前越來越多的證據(jù)顯示,miRNA 的異常導(dǎo)致了乳腺癌耐藥的發(fā)生。多種miRNA 在乳腺癌中表達(dá)異常,與放療抵抗和多重耐藥有關(guān),包括化療、內(nèi)分泌治療和靶向治療等[7]。
乳腺癌是一種全身性疾病,化療在乳腺癌治療中占有舉足輕重的地位。然而多藥耐藥性(multidrug resistance,MDR)是導(dǎo)致乳腺癌化療失敗的主要原因。研究發(fā)現(xiàn)多種miRNA 參與調(diào)控乳腺癌化療耐藥。
阿霉素是乳腺癌抗癌治療的一線藥物,通過嵌入癌細(xì)胞的DNA 堿基片段中,阻礙DNA 的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制,從而抑制腫瘤生長[8]。Zeng 等[9]研究發(fā)現(xiàn)miR-129-5p 在乳腺癌組織和阿霉素耐藥乳腺癌細(xì)胞(MDA-MB-231,MCF-7)中的表達(dá)均顯著降低,miR-129-5p 可能通過直接靶向SOX2 來抑制乳腺癌中的阿霉素耐藥性,這為解決阿霉素耐藥提供了新的思路。此外,Li 等[10]在另一項研究中發(fā)現(xiàn),耐藥性乳腺癌細(xì)胞中miR-3609 的表達(dá)低于敏感性乳腺癌細(xì)胞(MCF-7),而PD-L1 的表達(dá)卻更高,最終提示miR-3609 表達(dá)的恢復(fù)可通過阻斷PD-L1 表達(dá)使乳腺癌對阿霉素更加敏感,進而改善患者預(yù)后。Spindlin 1(SPIN1)是一種在多種人類癌癥中高表達(dá)的蛋白質(zhì),與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展有關(guān),Chen 等[11]研究發(fā)現(xiàn),SPIN1在耐藥乳腺癌細(xì)胞系和組織中顯著升高,體外研究進一步證實SPIN1 增強了乳腺癌細(xì)胞對阿霉素的耐藥性,由miR-148/152 家族負(fù)調(diào)控的SPIN1 能夠增加乳腺癌中阿霉素的耐藥性,其潛在的機制可能是通過上調(diào)藥物代謝酶和藥物轉(zhuǎn)運蛋白的表達(dá)來實現(xiàn)。三陰性乳腺癌作為乳腺癌的一種特殊亞型,對內(nèi)分泌治療和靶向治療無效,并且通常進展迅速、預(yù)后較差,Tormo 等[12]研究發(fā)現(xiàn)接受多柔比星治療后,miRNAs-449 在敏感性三陰性乳腺癌細(xì)胞中發(fā)生上調(diào),而在耐藥性細(xì)胞中卻保持不變,miRNAs-449 的體外過表達(dá)使細(xì)胞對治療更加敏感并顯著降低對多柔比星的耐藥性,這些結(jié)果首次揭示了miRNA-449 家族在多柔比星耐藥中的作用,為解決三陰性乳腺癌治療耐藥提供了新的思路。
鉑類藥物在癌癥化療中被廣泛應(yīng)用,通常認(rèn)為其通過與腫瘤細(xì)胞的DNA 形成交聯(lián)物,抑制DNA 復(fù)制,造成DNA 損傷,進而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[13]。Wang 等[14]研究發(fā)現(xiàn)在順鉑耐藥乳腺癌細(xì)胞系中(MCF-7 和MDA-MB-468),miR-1307 顯著下調(diào),體外試驗進一步證實miR-1307 的過表達(dá)使順鉑耐藥乳腺癌細(xì)胞對順鉑更加敏感,miR-1307 可能通過靶向Mdm4 在乳腺癌順鉑耐藥中發(fā)揮作用。此外,Cataldo 等[15]研究發(fā)現(xiàn)miRNA-302b 通過調(diào)節(jié)E2F1 和細(xì)胞DNA 損傷反應(yīng)來增強乳腺癌細(xì)胞對順鉑的敏感度。E2F1 是G1/S 期轉(zhuǎn)換的重要調(diào)節(jié)因子,是miRNA-302b 的直接靶基因。miR-302b 通過負(fù)調(diào)控E2F1 間接影響ATM 的表達(dá),miR-302b 通過調(diào)節(jié)E2F1/ATM 軸來發(fā)揮乳腺癌細(xì)胞對順鉑響應(yīng)的相關(guān)作用,提示miR-302b 能夠成為潛在的治療靶點,以克服化療的耐藥性。
多西他賽和紫杉醇可通過加強微管蛋白聚合作用和抑制微管解聚作用,形成穩(wěn)定的非功能性微管束,從而破壞腫瘤細(xì)胞的有絲分裂達(dá)到抗腫瘤的效果。miRNA-34a 在癌癥干細(xì)胞(cancer stem cells,CSCs)中表達(dá)抑制,是一種重要的抑癌因子,miR-34a 的過表達(dá)能夠抑制CSCs 的成瘤活性。因為其腫瘤抑制功能,闡明miR-34a 調(diào)控治療耐藥性的機制具有重要價值。Wu 等[16]進行了相關(guān)的研究,發(fā)現(xiàn)乳腺癌中HDAC1和HDAC7 是miRNA-34a 的新的靶點,HDAC1 和HDAC7 對HSP70 K246 的脫乙酰反應(yīng),通過抑制自噬細(xì)胞的死亡,來促進癌細(xì)胞存活和治療耐藥性,該研究發(fā)現(xiàn)了miR-34a-HDAC1/HDAC7-HSP70 K246 軸作為一個新的分子通路能夠預(yù)測對多西他賽的耐藥性。Zhang 等[17]發(fā)現(xiàn)miRNA-129-3p 在多西他賽耐藥型乳腺癌細(xì)胞中(MDA-MB-231)上調(diào),通過直接作用于CP110 促進了對多西他賽的耐藥。Xiang 等[18]在一項探討熊果酸(ursolic acid,UA)對乳腺癌紫杉醇耐藥的逆轉(zhuǎn)作用的研究中發(fā)現(xiàn),miR-149-5p 的表達(dá)在紫杉醇耐藥細(xì)胞(MDA-MB-231)中比敏感細(xì)胞中更低,經(jīng)過UA 處理能夠顯著增加miR-149-5p 的表達(dá),最終證實UA 可以通過靶向miRNA-149-5p/MyD88 軸來逆轉(zhuǎn)紫杉醇的耐藥性,具有一定的臨床價值。同樣的,Lyu 等[19]研究顯示HER3/PI-3K/Akt 信號通路通過抑制miR-203 和miR-542-3p 上調(diào)Survivin,因為miR-542-3p 在Survivin mRNA 的3′-UTR 上具有三個結(jié)合位點,其模擬物能夠在體外和體內(nèi)有效地下調(diào)Survivin,因此,miR-542-3p 替代療法是克服HER3 介導(dǎo)的紫杉醇耐藥的潛在方法,并且能夠顯著增強紫杉醇對HER2 過表達(dá)型乳腺癌的抗腫瘤活性。
約有65%的乳腺癌患者為激素受體陽性,內(nèi)分泌治療是此類患者的重要治療手段。幾乎所有初始有效的患者在應(yīng)用內(nèi)分泌藥物一段時間后也會發(fā)生治療無效的情況,而這也是治療失敗的主要原因,研究發(fā)現(xiàn)多種miRNA 在內(nèi)分泌耐藥機制中發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用[20]。
他莫昔芬,作為一種選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑,通過與雌二醇競爭受體,進而降低癌細(xì)胞的活性作用,廣泛應(yīng)用于絕經(jīng)前內(nèi)分泌受體陽性的乳腺癌患者[21]。Lu 等[22]在體內(nèi)和體外實驗中均發(fā)現(xiàn)miRNA-320a 的低表達(dá)通過ARPP-19 和ERRc 的解除抑制以及c-Myc 和Cyclin D1 通路的激活賦予乳腺癌細(xì)胞他莫昔芬耐藥的特性,c-Myc/miR-320a 軸是乳腺癌他莫昔芬獲得性耐藥的新機制。針對miRNA-320a 表達(dá)的改變具有規(guī)避ER 陽性乳腺癌內(nèi)分泌治療耐藥的潛在優(yōu)勢。Ikeda 等[23]在另外的研究中發(fā)現(xiàn)在他莫昔芬耐藥型MCF-7 細(xì)胞和臨床乳腺癌組織中,miR-378a-3p 表達(dá)均下調(diào),而其潛在靶點GOLT1A 在乳腺癌組織中高表達(dá)。結(jié)果提示miRNA-378a-3p 依賴的GOLT1A表達(dá)參與了乳腺癌內(nèi)分泌耐藥。Liu 等[24]研究提示miR-26a 和E2F7 可能形成雙負(fù)反饋環(huán),導(dǎo)致ER 陽性乳腺癌中miR-26a 的下調(diào)和E2F7 的上調(diào),miR-26a敲低和E2F7 過表達(dá)均賦予MCF-7 細(xì)胞對他莫昔芬的抗性。相反,miR-26a 過表達(dá)和E2F7 沉默使MCF-7耐藥細(xì)胞對他莫昔芬重新敏感,為解決他莫昔芬耐藥提供了新的方向。
芳香化酶抑制劑通過抑制體內(nèi)雌激素的生成進而阻斷乳腺癌細(xì)胞生長,廣泛應(yīng)用于絕經(jīng)后雌激素受體陽性的乳腺癌。Vilquin 等[25]首次發(fā)現(xiàn),在芳香化酶抑制劑敏感的乳腺癌細(xì)胞株中miRNA-125b 和miR NA-205 均高表達(dá),進一步通過調(diào)控Akt/mTOR 信號通路導(dǎo)致來曲唑和阿那曲唑耐藥。Masri 等[26]研究發(fā)現(xiàn)在來曲唑耐藥型MCF-7 細(xì)胞株中,miRNA-128a表達(dá)明顯增加,耐藥機制與其抑制TGF-β 信號通路活性有關(guān),因此抑制內(nèi)源性miRNA-128a 具有逆轉(zhuǎn)來曲唑耐藥的潛在價值。
HER2 基因過表達(dá)的乳腺癌患者約占所有乳腺癌患者的20%~30%,其高表達(dá)與乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展、預(yù)后和轉(zhuǎn)移密切相關(guān),且該類乳腺癌侵襲性強,預(yù)后差。曲妥珠單抗,是全球首個針對HER-2 人源化單克隆抗體,在乳腺癌治療中占主導(dǎo)地位,在很大程度上改善了治療效果和預(yù)后[27]。然而,仍有近50%的患者對曲妥珠單抗產(chǎn)生耐藥,進而增加了腫瘤轉(zhuǎn)移的風(fēng)險[28]。研究揭示了miRNA 的異常表達(dá)與乳腺癌曲妥珠單抗耐藥有關(guān)[29]。Nielsen 等[30]在一項研究中探討miR-21 的表達(dá)是否與HER2 陽性乳腺癌對曲妥珠單抗的耐藥性有關(guān),然而令人遺憾的是并未發(fā)現(xiàn)相關(guān)性結(jié)果。相反的,De 等[31]通過體內(nèi)和體外實驗均證實了miRNA-21在HER2 陽性乳腺癌中具有維持EMT 并塑造腫瘤免疫微環(huán)境的作用,它的上調(diào)與曲妥珠單抗耐藥有關(guān)。Li 等[32]研究發(fā)現(xiàn),曲妥珠單抗治療通過升高的HER2 mRNA 表達(dá)來使HER3 上調(diào),參與乳腺細(xì)胞轉(zhuǎn)化,增加腫瘤生長,導(dǎo)致曲妥珠單抗耐藥,HER3 mRNA 或miR-125a/b 的聯(lián)合靶向治療可以作為逆轉(zhuǎn)乳腺癌曲妥珠單抗耐藥的有效方式。除了單一的miRNA 之外,Lyu 等[33]同樣證實,miR-125a 和miR-205 的組合有效抑制HER2 過表達(dá)乳腺癌BT474 細(xì)胞中HER3 的表達(dá),這種靶向HER3 的新方法能夠增強曲妥珠單抗和紫杉醇對HER2 過表達(dá)乳腺癌的治療功效。
miRNA 在乳腺癌治療耐藥中發(fā)揮了重要作用。隨著研究的不斷深入,我們將對miRNA 參與調(diào)節(jié)乳腺癌的耐藥的分子機制有更加全面的了解,尋找改善乳腺癌治療最優(yōu)的靶點,為乳腺癌的臨床生物治療開辟新的途徑。